Purex流程铀钚分离工艺中锝对镎走向的影响

在HNO3-U(Ⅳ)-N2H4-Tc(Ⅶ)-Np(Ⅴ)体系中,Np(Ⅴ)迅速还原为Np(Ⅳ)。对比研究表明,Tc是该体系中Np(Ⅴ)迅速还原的主要原因。该体系中的主要反应是U(Ⅳ)将Tc(Ⅶ)还原为Tc(Ⅳ),进而Tc(Ⅳ)将Np(Ⅴ)还原为Np(Ⅳ)。本文通过串级和台架实验研究了该体系中锝对镎走向的影响。结果表明,Np(Ⅴ)的还原速度随HNO3浓度、初始Tc浓度的增大和温度的升高而加快。在模拟Purex流程铀钚分离工艺的条件下,试管串级和微型混合澄清槽台架实验结果表明,提高1AP料液中Tc(Ⅶ)的浓度、升高反应温度,Np进入1BU中的百分含量增加。     

HNO3-TBP/OK体系中锆、锝共萃取行为的研究

测定了不同锆、锝浓度和不同硝酸浓度下，Zr(Ⅳ)，TcO4^-在HNO3-30％TBP／0K中的分配比。实验结果表明，TcO4^-不仅以阴离子形式与锆配位形成共萃，而且还可以促进锆的萃取，溶液中存在明显的相互促进被萃取现象。     

硝酸体系中Tc(Ⅶ)与乙异羟肟酸的反应动力学研究

采用溶剂萃取法研究了HNO₃溶液中乙异羟肟酸（AHA）与Tc(Ⅶ)的相互作用。结果表明,有AHA存在时,Tc在30%TBP/煤油HNO₃体系中的分配比随反应时间下降,在实验条件下反应50 h后Tc在两相中的分配基本达到平衡,分配比D_Tc降至0.03,这表明Tc(Ⅶ)能被AHA还原为亲水性的低价Tc配合物［Tc^Ⅱ(NO)(AHA)₂H₂O］⁺;溶液吸收光谱显示,反应产物在428 nm（ε＝2 559 L·mol^-1·cm^-1）和565 nm处有吸收峰。通过溶剂萃取法得到Tc(Ⅶ)还原反应的表观反应速率方程式为r＝-dc(Tc(Ⅶ))/dt＝k′c(Tc(Ⅶ))c^1.6(AHA),在18 ℃下,c(AHA)＝1.0 mol/L,c(HNO₃)＝0.50 mol/L时半反应时间t_1/2＝16.5 h。进一步研究了溶液中有Pu(Ⅳ)存在时AHA与Tc(Ⅶ)的作用以及Tc分配比的变化。结果表明：Pu(Ⅳ)的存在会加快Tc(Ⅶ)转化为低价态亲水性配合物,而Pu的分配比在过程中基本不变。     

高氯酸介质中ReO^(-)_(4)的电化学行为北大核心CSCD

^(99)Tc是一种长寿命(T_(1/2)=2.13×10^(5)a)裂变产物核素,在后处理PUREX流程走向复杂,是乏燃料后处理中十分关注的核素之一。由于Re与Tc化学行为相似,因此通常用Re作为Tc的替代物进行模拟研究。本工作采用循环伏安法、差分脉冲伏安法和计时电位法对0.5 mol/L HClO_(4)介质中ReO_(4)^(-)的电化学行为进行了研究。研究结果表明,Re的电化学表现为多电子转移过程。在Pt电极上,Re(Ⅶ)易发生3电子转移还原为Re(Ⅳ)的反应,同时存在单电子转移逐步还原为Re(Ⅵ)和Re(Ⅴ)的电化学过程。在还原电位低于0 V,Pt电极上的吸附氢(Pt-H_(ad))能够将Re(Ⅳ)还原到Re(Ⅲ)。在Au电极上,Re(Ⅶ)通过多步骤的电子转移逐步还原至Re(Ⅲ),Re(Ⅲ)可进一步沉积为金属Re。     

Re-MDP(HEDP)中铼的氧化态测定

用电位滴定法和萃取法研究了Re-MDP，Re-HEDP中铼的氧化态。实验结果表明：Re-MDP反应体系中pH值越低，中心离子铼的平均氧化数越小；在pH值为2.0时用I3^-滴定，低价的Re(Ⅲ，Ⅳ）-MDP被氧化为Re(Ⅴ）-MDP；在pH值为2.5时，Re-HEDP中铼的氧化态主要为 4价，在pH值为2.0时I3^-滴定，Re(Ⅳ)-HEDP被氧化为Re(Ⅴ)-HEDP；在Vc Sn^2 的体系中，ReO4^-仅被Sn^2 还原，用I3^-滴定，Vc先于Sn^2 被氧化。     

大气与低氧条件下锝在辉锑矿上的吸附行为与机理研究

用批式实验法研究^99TcO4^-在辉锑矿上的吸附行为,并用稀硫酸解吸法和酸性条件下的吸附法对吸附机理进行探讨。研究结果表明：在低氧与大气条件下,辉锑矿对花岗岩预平衡水中的TcO4^-具有较强的吸附能力;在酸性条件下,TcO4^-在辉锑矿上几乎不吸附,但随着酸度的降低,吸附比增大。体系液相的pH、Eh条件对^99TcO4^-的吸附不产生决定性影响,稀硫酸难以将吸附在辉锑矿上的锝解吸下来,加入氧化剂可加快锝的解吸。吸附机理为氧化还原吸附。     

TBP-煤油从硝酸介质中萃取Tc(Ⅶ)的动力学研究

用自行设计的小型恒界面萃取实验装置研究了TcO4-/HNO3/TBP-煤油、TcO4-/HNO3-Zr/TBP-煤油、TcO-4/HNO3-U/TBP-煤油以及TcO4-/HNO3-Zr-U/TBP-煤油等萃取体系中锝的萃取动力学行为,关联出相应的动力学方程,计算出了表观速率常数;并根据实验结果对Tc(Ⅶ)萃取动力学相关规律进行了探讨。在所研究的体系中,Tc(Ⅶ)的萃取速率均随温度升高而降低;根据实验结果计算得出Tc(Ⅶ)萃取过程的表观活化能均呈负值。     

北山地下水中Tc的形态分布及影响因素

裂变产物Tc是高放废物的主要成分之一.Tc在水溶液中的形态分布是研究其迁移与沉淀的关键,使用地球化学软件计算核素的形态及分布简单可行.本工作使用PHREEQC计算Tc在北山地下水中的存在形态,结果表明,北山地下水中Tc主要以TcO4-形态存在.氧化环境下pH对Tc的存在形态影响很小,以TcO4-形态为主;而在pe=-3...     

TRPO中Am3+,Pu(Ⅳ),UO2+2,TcO-4的反萃及其红外光谱和裂解色谱分析

研究了硝酸、草酸、碳酸钠和碳酸铵对4种不同来源的TRPO/煤油中Am^3 ,Pu(Ⅳ),UO2^2 和TcO4^-的反萃，观察了碳酸钠溶液反萃铀时的乳化现象，比较了上述4种TRPO的红外光谱、裂解色谱。结果表明，不同来源的TRPO具有相似的基团，但组成有差别。     

LiCl-KCl熔盐中Zr(Ⅳ)于Mo电极上的电化学行为

通过循环伏安法、方波伏安法和计时电位法等研究了LiCl-KCl共晶熔盐中ZrCl_4于Mo电极上的电化学行为。探究Zr(Ⅳ)于Mo阴极的还原机理,并计算Zr(Ⅱ)的扩散系数及Zr(Ⅱ)/Zr(0)的表观标准电势。结果表明:Zr(Ⅳ)在Mo阴极还原机理为:Zr(Ⅳ)+2e=Zr(Ⅱ);Zr(Ⅱ)+2e=Zr(0)或Zr(Ⅱ)+e+Cl~-=ZrCl;ZrCl+e=Zr(0)+Cl~-;金属Zr在阳极的氧化过程为:Zr(0)-2e=Zr(Ⅱ)和Zr(Ⅱ)-2e=Zr(Ⅳ)。Zr(Ⅳ)还原为Zr(Ⅱ)和Zr(Ⅱ)还原为Zr(0)均为可逆反应,且还原过程均为扩散控制。LiCl-KCl熔盐中Zr(Ⅱ)于Mo阴极上的扩散系数与温度的关系为:ln D=-6 724/T-2.95,扩散的活化能Ea=55.9kJ/mol。Zr(Ⅱ)/Zr(0)的表观标准电位与温度的关系为:E_(Zr(Ⅱ)/Zr(0))~(Θ*)=-2.695+9.33×10~(-4) T。     

锝在磁黄铁矿上的吸附行为和机理的研究

用批式实验方法研究了低氧和大气条件下^99TcO4^-在磁黄铁矿上的吸附行为，并用稀硫酸解吸法对吸附机理进行了探讨。 研究结果表明，吸附过程为氧化还原吸附；在低氧和大气条件下，磁黄铁矿对TcO4^-均具有较强的吸附能力；低氧条件下，磁黄铁矿对TcO4^-的吸附速率明显高于大气条件。     

TBP -TRPO/煤油萃取HNO3、UO22+、Pu(Ⅳ)、Am3+、TcO4-和Cs+的研究

研究了磷酸三丁酯 (TBP) 三烷基氧膦 (TRPO) /煤油对HNO3 、UO2 2 、Pu(Ⅳ )、Am3 、TcO4 -和Cs 的萃取 ;探讨了该体系对UO2 2 和硝酸的负载容量 ;分析了该体系对Am3 和TcO4 -的协萃现象 ,并进行了草酸反萃体系中Pu(Ⅳ )的研究。     

同位素稀释-负热表面电离质谱法分析土壤样品中的超微量99Tc

为了定量测定土壤样品中的超微量99Tc,发展了Tc的放化分离纯化流程和负热电离质谱分析技术,自行制备了97Tc稀释剂。建立了土壤样品中超微量Tc的放化分离流程,全流程Tc化学回收率为71%。采用天然Ru粉在高通量反应堆中辐照,提取并标定了97Tc稀释剂(同位素丰度:97Tc,84.77%;98 Tc,15.03%;99 Tc,0.20%)。由于Tc具有极高的电离电位(7.3eV),采用热表面电离质谱(TIMS)难以测量,因此研究了Tc的负热电离质谱分析技术(NTIMS)。对比研究了4种发射剂,使用MgCl2+Ba(OH)2负离子发射剂,Tc标准样品的99 TcO4-(M/z=163)离子流强度可以达到1.7×10-12A。采用该定量分析技术对土壤样品进行了99Tc的定量测定,合成标准不确定度好于3%。     

硝酸介质中锝与肼的反应研究

利用溴代丁二酰亚胺滴定肼和跟踪Tc(Ⅶ)浓度随时间变化的方法,研究了硝酸介质中锝与肼的反应。实验证实了锝与肼的反应存在诱导期,该诱导期的长短与Tc(Ⅶ)的初始浓度有关,与肼的初始浓度无关;诱导期之后进入快速反应阶段,此时反应速率与锝的浓度无关,动力学方程可表示为:-dc(N2H4)/dt=kc(N2H4)·c-1(H ),反应的活化能为91.8kJ/mol。快速反应完成后体系中残留一定浓度的肼,Tc(Ⅶ)浓度又逐渐上升。     

甲基膦酸二甲庚酯对Zr(Ⅳ)的萃取行为

以正十二烷为稀释剂,研究了甲基膦酸二甲庚酯(DMHMP)萃取剂对硝酸介质中Zr(Ⅳ)的萃取性能。从3.0 mol/L HNO₃中萃取Zr(Ⅳ)的分配比与萃取剂浓度及硝酸根浓度的关系表明：萃取过程中DMHMP以中性萃取剂形式与Zr(Ⅳ)配位,萃取反应方程式主要为： Zr⁴⁺+2DMHMP+4NO^-₃=Zr(NO₃)₄·2DMHMP 随着硝酸浓度的增大,还会生成Zr(NO₃)₄·2DMHMP·2HNO₃和Zr(NO₃)₄·2DMHMP·3HNO₃。该反应为放热反应,降低温度有利于DMHMP对Zr(Ⅳ)的萃取。     

HPLC法测定锝[^99Tc]亚甲基二膦酸盐注射液A剂中高锝酸盐含量

锝[^99Tc]亚甲基二膦酸盐注射液是一种抗类风湿药物，在临床上具有较好的疗效。该药物由A剂和B剂组成，A剂为含微量高锝酸盐（^99TcO4^-）的生理盐水注射液，B剂为亚锡亚甲基二磷酸盐冻干品。高锝酸盐含量的测定是该药物质量控制的一项重要指标。对于^99TcO4^-含量的测定，文献报道的方法有高效液相色谱（HPLC）、低本底液闪法和分光光度法等。     

PUREX流程还原性介质中99 Tc的测量

提出了一种从PUREX流程还原性介质（以1BP料液为例）中分析测量⁹⁹Tc的方法，分析过程包括钚的萃取分离、锝的氧化、定量萃取及液闪法测量。首先将样品中钚调为+4价，用1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-5（PMBP）将钚快速萃取分离；然后用重铬酸钾在50 ℃条件下将锝氧化为+7价，并将样品调为碱性后，用2，4，6-三甲基吡啶在碱性介质中定量萃取，用液闪法进行有机相中Tc浓度的测量。采用该方法，可在20 min内完成PUREX流程还原介质中锝的分析，相对标准偏差为0.6%（n=3）。     

PUREX流程还原性介质中99Tc的测量

提出了一种从PUREX流程还原性介质（以1BP料液为例）中分析测量⁹⁹Tc的方法，分析过程包括钚的萃取分离、锝的氧化、定量萃取及液闪法测量。首先将样品中钚调为+4价，用1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-5（PMBP）将钚快速萃取分离；然后用重铬酸钾在50 ℃条件下将锝氧化为+7价，并将样品调为碱性后，用2，4，6-三甲基吡啶在碱性介质中定量萃取，用液闪法进行有机相中Tc浓度的测量。采用该方法，可在20 min内完成PUREX流程还原介质中锝的分析，相对标准偏差为0.6%（n=3）。     

Pt催化N2H4还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)过程中N2H4断键机制研究

为优化硝酸介质下Pt催化N₂H₄还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的工艺条件,确定此反应过程的控制步骤,有针对性地提高控制步骤的反应速率,以确定N₂H₄还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)过程中的反应历程以及反应机理,通过实验研究确定了N₂H₄在Pt催化剂上的断键方式和分解机理。采用气相色谱法、分光光度法、滴定法及排水法对硝酸介质下Pt催化N₂H₄还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)过程中的产物进行分析,确定反应过程中N₂H₄的断键机制。结果表明,硝酸介质下Pt催化N₂H₄还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)反应过程中没有叠氮酸、氮氧化物及氢气生成,产物主要是N₂,生成的N₂的量与消耗的N₂H₄的量接近1∶1;当存在U(Ⅵ)时,生成的NH⁺₄产量较低,当U(Ⅵ)反应完全后,NH⁺₄的产生速率急剧增大;N₂H₄以N-N断键和N-H断键两种方式共存;反应温度升高有利于加快由U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)还原反应的进行。     

甲基膦酸二甲庚酯对Zr(Ⅳ)的萃取行为

以正十二烷为稀释剂,研究了甲基膦酸二甲庚酯(DMHMP)萃取剂对硝酸介质中Zr(Ⅳ)的萃取性能。从3.0 mol/L HNO_3中萃取Zr(Ⅳ)的分配比与萃取剂浓度及硝酸根浓度的关系表明:萃取过程中DMHMP以中性萃取剂形式与Zr(Ⅳ)配位,萃取反应方程式主要为:Zr~(4+)+2DMHMP+4NO~-_3=Zr(NO_3)_4·2DMHMP随着硝酸浓度的增大,还会生成Zr(NO_3)_4·2DMHMP·2HNO_3和Zr(NO_3)_4·2DMHMP·3HNO_3。该反应为放热反应,降低温度有利于DMHMP对Zr(Ⅳ)的萃取。